電力市場(chǎng)中發(fā)電投資決策方法探究綜述

1、電力市場(chǎng)中發(fā)電投資決策方法研究綜述摘要：在電力市場(chǎng)中，發(fā)電投資者是電力市場(chǎng)的重要成員之一，具有十分重要的作用，是電力系統(tǒng)供電可靠性的保障。而競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境下，發(fā)電投資商面臨更多的投資風(fēng)險(xiǎn)，為了保證電力供應(yīng)的安全性，電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革為發(fā)電投資決策引入了更多的不確定性因素。本文要緊介紹在競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)環(huán)境下發(fā)電投資決策的方法。關(guān)鍵詞：電力市場(chǎng) 發(fā)電投資 實(shí)物期權(quán)Abstract: In power market, the generation investor is a key member of power market with important function . In the co

2、mpetition environment of power market, the generation investor have to face to much investment risk . In order to ensure power supply . The electric power industry market reform for generation investment decision-making to introduce more uncertainty factors . And On decision-making flexibility has p

3、ut forward higher requirements . This paper mainly introduces in the competitive electricity market environment generation investment decision-making method .Keywords: Power market Investmenting in generation Material object option電力市場(chǎng)的概述1.1 電力市場(chǎng)的建立文獻(xiàn)1電力市場(chǎng)的建立確實(shí)是在電力工業(yè)中引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，否則電力工業(yè)將慢慢失去活力而變?yōu)椤跋﹃柈a(chǎn)業(yè)”，當(dāng)前

4、中國(guó)電力產(chǎn)權(quán)和利益的多元化必定帶來分散調(diào)度的傾向，這對(duì)統(tǒng)一調(diào)度是一次歷史性的沖擊。通過電力市場(chǎng)可將當(dāng)前的強(qiáng)制性統(tǒng)一調(diào)度轉(zhuǎn)換為自愿型統(tǒng)一調(diào)度。其本質(zhì)確實(shí)是引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。1.2 電力市場(chǎng)的原則 電力市場(chǎng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)、測(cè)量和通信設(shè)備，以電價(jià)為操縱信號(hào)，進(jìn)行負(fù)荷治理、電力系統(tǒng)運(yùn)行和促進(jìn)與用戶合作的系統(tǒng)總稱。建立電力市場(chǎng)的目的是在電力工業(yè)中引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，建立電力市場(chǎng)最全然的原則確實(shí)是公平。通過公平競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展，給各方帶來巨大的效益。一個(gè)健康的市場(chǎng)必須具備五個(gè)特征：(1)價(jià)格隨需求量而變化；（2）價(jià)格高低阻礙需求量；（3）進(jìn)行買賣的市場(chǎng)機(jī)制；（4）買方無壟斷行為；（5）賣方無壟斷行為。11.3 電力市

5、場(chǎng)進(jìn)展規(guī)劃 在進(jìn)行規(guī)劃和投資決策時(shí)，電價(jià)預(yù)測(cè)將是決定性因素。依照負(fù)荷預(yù)測(cè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展預(yù)測(cè)以及資源情況等作出價(jià)格預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算投資的效益與風(fēng)險(xiǎn)。2 發(fā)電投資文獻(xiàn)3眾所周知，充裕和及時(shí)的發(fā)電投資對(duì)保證政策、治理規(guī)范等。另一方面，發(fā)電廠技術(shù)的進(jìn)展又為電廠的運(yùn)行與治理提供了多種靈活性。因此對(duì)投資者而言，在競(jìng)爭(zhēng)的、充滿著多種不確定因素的投資環(huán)境下，他們迫切需要一套工具來開發(fā)和評(píng)估各種靈活的投資項(xiàng)目以降低投資風(fēng)險(xiǎn)。 隨著我國(guó)電力市場(chǎng)改革的深入，傳統(tǒng)的基于負(fù)荷預(yù)測(cè)、失負(fù)荷概率和失負(fù)荷價(jià)值的統(tǒng)一發(fā)電規(guī)劃與投資已不復(fù)存在。各發(fā)電投資者依照盈利能力和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)制定發(fā)電投資策略，發(fā)電投資呈現(xiàn)出分散化和多元化的

6、特性。然而，電力市場(chǎng)環(huán)境的變化給發(fā)電投資帶來了較大的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。一方面，政府或監(jiān)管機(jī)構(gòu)不再保證發(fā)電投資的回收和合理的投資回報(bào)，投資成本不能再自動(dòng)地轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者身上；另一方面，隨著市場(chǎng)成員和交易形式的日益豐富，市場(chǎng)中涌現(xiàn)了更多的不確定因素，如電價(jià)、燃料成本、電力需求、市場(chǎng)成員行為、投資政策等。與此同時(shí)，發(fā)電廠技術(shù)的進(jìn)展又為電廠的運(yùn)營(yíng)治理和投資提供了多種靈活性，這使發(fā)電投資面臨了較大的不確定性和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)發(fā)電投資者而言，在新的電力市場(chǎng)環(huán)境下，急需一種新的策略分析方法，以開發(fā)和評(píng)估各種考慮靈活性策略的發(fā)電投資項(xiàng)目，以提升防范風(fēng)險(xiǎn)的能力。33 發(fā)電投資分析3.1 發(fā)電容量投資分析（1） 新建發(fā)電

7、容量 文獻(xiàn)2假如投資者認(rèn)為在電廠的生命周期內(nèi)，它能夠帶來可觀的利潤(rùn)，才可能投資建設(shè)新的生產(chǎn)設(shè)備。為了做動(dòng)身電投資，資本所有者必須計(jì)算電廠的長(zhǎng)期邊際成本，并預(yù)測(cè)電廠發(fā)電出力可能面臨的銷售價(jià)格。只有當(dāng)預(yù)測(cè)價(jià)格超過電廠的長(zhǎng)期邊際成本時(shí)，電廠的新建決策才是合理的。這適用于自由競(jìng)爭(zhēng)電力市場(chǎng)上的發(fā)電容量投資。（2）發(fā)電容量退役文獻(xiàn)2退役決策只需要考慮發(fā)電廠以后的收入預(yù)期與成本數(shù)量即可，不用過多地考慮電廠的技術(shù)可用性或沉沒成本。然而，在進(jìn)行退役決策時(shí)，應(yīng)考慮其他可回收的成本，這是一種能夠?qū)崿F(xiàn)的收入。3.2 發(fā)電投資環(huán)境與風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn)3經(jīng)濟(jì)學(xué)上將投資定義為為獲得以后的收益而立即支付費(fèi)用的一種行為。跟其他投資一樣，

8、發(fā)電投資也具有三個(gè)重要的特性。首先,部分投資成本將成為沉淀成本；其次，以后的收益是不確定的；最后，治理者能夠依照市場(chǎng)的變化而隨時(shí)修改其投資決策，這種治理上的靈活性能在某種程度上能增加投資項(xiàng)目的價(jià)值。（1）投資成本發(fā)電投資的初期成本要緊包括建設(shè)成本和排放操縱系統(tǒng)成本。建設(shè)成本取決于具體采納的發(fā)電技術(shù)、電廠類型、廠址選擇等。比如，依照國(guó)際能源機(jī)構(gòu)( IEA)的統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)煤電廠的建設(shè)成本為1000 - 1500美元/kW；燃?xì)怆姀S為400 - 800美元/kW；核電和風(fēng)電為1000 -2000美元/kW。 這些成本是基于現(xiàn)有的發(fā)電技術(shù)而可能的，因此也會(huì)隨著發(fā)電技術(shù)的進(jìn)展而變化。排放操縱系統(tǒng)成本取決

9、于對(duì)排放限制的規(guī)定和排放操縱技術(shù)的進(jìn)展。排放限制越嚴(yán)格，則排放操縱成本越高。預(yù)期新的排放操縱技術(shù)能夠降低電廠排放量，但有關(guān)的成本卻不確定。比如，CO2 捕捉和存貯技術(shù)(CCS)能夠有效地降低電廠的CO2 排放量,但CCS目前成本較高， IEA可能到2030年有望降低到25美元/噸CO2。另外，清潔煤技術(shù)的進(jìn)展也能夠有效地降低排放量。同樣，這些成本也是在不斷變化的。因此由于新技術(shù)的采納，導(dǎo)致投資成本的不確定性增大。（2）以后收益在競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)環(huán)境下，發(fā)電投資的以后收益來自以下幾個(gè)要緊的市場(chǎng)。第一個(gè)市場(chǎng)是能量市場(chǎng),該市場(chǎng)是電廠收益的要緊來源，但市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)性大，電廠相應(yīng)的收益的不確定性高。第二個(gè)

10、市場(chǎng)是容量市場(chǎng)，該市場(chǎng)設(shè)計(jì)的初衷是為了關(guān)心電廠回收部分投資成本。但該市場(chǎng)的設(shè)計(jì)卻由于有嚴(yán)峻的負(fù)面阻礙(如可能導(dǎo)致電廠的過度投資、歪曲需求側(cè)響應(yīng)等)而招致嚴(yán)厲的批判。今后是否會(huì)對(duì)容量市場(chǎng)重新設(shè)計(jì)或提出新的市場(chǎng)機(jī)制目前無法確定。因此這也會(huì)在某種程度上阻礙電廠的收益。4.投資決策方法4.1 實(shí)物期權(quán)決策方法文獻(xiàn)4認(rèn)為作為一種金融衍生工具，期權(quán)是一種可在以后生效的選擇權(quán)利。它給予持有人在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)以事先約定的價(jià)格買入(或賣出一定數(shù)量的標(biāo)的資產(chǎn)的權(quán)利(而不是義務(wù)）期權(quán)意味著相機(jī)決策即它同意人們依照市場(chǎng)條件的變化而采取不同的行動(dòng)0在決策時(shí)刻。假如情況比預(yù)期要好或可能會(huì)向好的方向進(jìn)展，則應(yīng)該執(zhí)行期權(quán)。否則

11、能夠放棄期權(quán)?？梢?，作為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)并可從中獲利的一種金融工具，期權(quán)特不適合于不確定性因素較多的市場(chǎng)環(huán)境。期權(quán)為人們應(yīng)對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)提供了能動(dòng)性和靈活性。（1）增長(zhǎng)期權(quán)早期進(jìn)入非傳統(tǒng)的發(fā)電領(lǐng)域，如風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)的凈現(xiàn)值。然而當(dāng)關(guān)于電廠排放操縱的政策對(duì)可再生能源發(fā)電越來越有利時(shí)，早期進(jìn)入該領(lǐng)域所積存的投資和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可為后來的投資項(xiàng)目帶來更大的盈利空間,這確實(shí)是所謂的增長(zhǎng)期權(quán)。（2）轉(zhuǎn)換期權(quán)轉(zhuǎn)換期權(quán)指采納某些專門設(shè)備的電廠能夠依照一次能源市場(chǎng)的價(jià)格變化和電廠產(chǎn)品的價(jià)格變化選擇合適的一次能源作為燃料和決定生產(chǎn)何種產(chǎn)品以使企業(yè)的效益最大化。例如，一個(gè)帶有氣化設(shè)備的發(fā)電廠能夠選擇天然氣、煤或

12、石油作為一次燃料；一個(gè)帶有多燃料鍋爐的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠能夠選擇天然氣或清潔液體燃料作為一次燃料。這些選擇權(quán)都能夠規(guī)避天然氣價(jià)格的風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于熱電聯(lián)供的發(fā)電廠能夠選擇只供電或只供熱或熱電同時(shí)供應(yīng)。（3）更新期權(quán)更新期權(quán)指電廠中的要緊設(shè)備能夠更新升級(jí)從而給電廠帶來更大的效益。即在投資初期選用成本低的設(shè)備，當(dāng)效率高的設(shè)備成本降低到一定程度可選用高效率設(shè)備更新原有設(shè)備從而降低運(yùn)行成本提高企業(yè)利潤(rùn)。例如，蒸汽輪機(jī)可用效率更高的燃?xì)廨啓C(jī)替代，傳統(tǒng)鍋爐可用流化床鍋爐替代等。（4）選擇期權(quán)有時(shí)候?qū)ｉT難確定是建峰荷電廠依舊建基荷電廠。然而從技術(shù)層面看，能夠在電廠建成后改變電廠的類型，即該電廠具有選擇期權(quán)。比如僅具有

13、燃?xì)廨啓C(jī)的電廠一般作為峰荷電廠，增加蒸汽輪機(jī)后可升級(jí)為聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)電廠作為基荷電廠運(yùn)行。（5）復(fù)合期權(quán)多個(gè)單個(gè)期權(quán)能夠組合成一個(gè)復(fù)合期權(quán)。復(fù)合期權(quán)分為兩類：一類稱為選擇型復(fù)合期權(quán)，即在同一時(shí)刻只可選擇一個(gè)單個(gè)期權(quán)。例如，一個(gè)由放棄期權(quán)、擴(kuò)張投資期權(quán)和收縮投資期權(quán)組成的復(fù)合期權(quán)在同一時(shí)刻只能行使這三個(gè)單個(gè)期權(quán)中的任意一個(gè),即放棄該投資或擴(kuò)張電廠規(guī)?；蚴湛s電廠規(guī)模。另一類復(fù)合期權(quán)稱為順序復(fù)合期權(quán)，即一個(gè)單個(gè)期權(quán)的存在建立在另一個(gè)單個(gè)期權(quán)成功實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上。因此選擇型復(fù)合期權(quán)和順序型復(fù)合期權(quán)還能夠組合成新的復(fù)合期權(quán)。下面設(shè)計(jì)一個(gè)燃?xì)怆姀S項(xiàng)目可能構(gòu)建的復(fù)合期權(quán)。文獻(xiàn)3在電廠建設(shè)時(shí)期,可構(gòu)建兩個(gè)選擇期

14、權(quán),一個(gè)是選擇建純粹的電廠依舊熱電聯(lián)供電廠；另一個(gè)是選擇綜合氣化聯(lián)合循環(huán)( Integrated Gasification Combined Cycle -IGCC)機(jī)組依舊聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(Combined Cy2cle Gas Turbine CCGT)機(jī)組。關(guān)于CCGT機(jī)組還可選擇一般鍋爐或多燃料鍋爐。以上電廠建設(shè)時(shí)期的期權(quán)將會(huì)阻礙電廠運(yùn)行期間可能構(gòu)建的期權(quán)。假如在建設(shè)時(shí)期決定建熱電聯(lián)供電廠，則在行期間擁有選擇電廠產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換期權(quán)； 假如采納IGCC機(jī)組,則擁有選擇煤、重油或精煉油作為一次能源的轉(zhuǎn)化期權(quán)；如采納CCGT機(jī)組，則擁有選擇天然氣或清潔液體燃料作為一次能源的轉(zhuǎn)化期權(quán)。因此在電廠運(yùn)

15、行期間也具有常規(guī)的停啟期權(quán)、擴(kuò)張投資期權(quán)和收縮投資期權(quán)等。4.2 實(shí)物期權(quán)評(píng)價(jià)分析實(shí)物期權(quán)評(píng)估方法(ROAreal optionapproach)比傳統(tǒng)的凈現(xiàn)值法有效，并對(duì)多種電力市場(chǎng)模式下的發(fā)電投資ROA評(píng)估方法進(jìn)行了研究。為了更準(zhǔn)確地考慮多發(fā)電商投資決策之間的相互阻礙，期權(quán)博弈理論得到了應(yīng)用。期權(quán)博弈理論是在采納期權(quán)定價(jià)理論對(duì)項(xiàng)目?jī)r(jià)值進(jìn)行評(píng)估的同時(shí)，利用博弈論的思想和方法，對(duì)項(xiàng)目投資進(jìn)行科學(xué)治理與決策的理論與方法。在完全競(jìng)爭(zhēng)的行業(yè)中使用期權(quán)博弈方法所取得的結(jié)果一般與凈現(xiàn)值法相差不大；而在完全壟斷行業(yè)中就更沒有必要應(yīng)用期權(quán)博弈理論，現(xiàn)在應(yīng)用實(shí)物期權(quán)理論更為合適；期權(quán)博弈理論最適合應(yīng)用于寡頭壟

16、斷行業(yè)。以芬蘭電力市場(chǎng)作為研究對(duì)象，以最大化發(fā)電公司在整個(gè)規(guī)劃期內(nèi)的投資收益為目標(biāo)，基于NashCournot均衡構(gòu)造了電力市場(chǎng)環(huán)境下的發(fā)電投資決策模型，并在此基礎(chǔ)上分析了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度對(duì)發(fā)電投資的阻礙以及發(fā)電投資水平對(duì)電價(jià)的阻礙。 Cournot 均衡模型以最大化發(fā)電公司的投資收益為目標(biāo)，從全局意義上給出了一個(gè)考慮機(jī)組類型差異的電源擴(kuò)展規(guī)劃Cournot模型，但其靜態(tài)假定難以描繪發(fā)電容量擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)路徑。到目前為止，期權(quán)博弈理論的研究尚處于起步時(shí)期。實(shí)物期權(quán)理論和非合作博弈論為基礎(chǔ)，構(gòu)造了發(fā)電投資決策的延遲期權(quán)博弈模型。通過運(yùn)行模擬計(jì)算各種策略組合下博弈各方策略的期權(quán)價(jià)值，進(jìn)而求得Nash均衡點(diǎn)

17、，為參與者的投資決策提供了依據(jù)。研究表明在發(fā)電投資博弈中，各方所采取的策略是相互阻礙和相互依存的。最后通過算例驗(yàn)證了本文提出的模型和決策方法可行、有效。4.3 期權(quán)博弈論1. 期權(quán)博弈論在發(fā)電投資中的應(yīng)用原理文獻(xiàn)6指出：期權(quán)博弈論是實(shí)物期權(quán)理論和博弈論的結(jié)合，迄今已進(jìn)展了多種期權(quán)博弈方法，從而適應(yīng)不同類型項(xiàng)目投資分析的需要。依照項(xiàng)目投資的靈活性不同，可分為延遲期權(quán)博弈、分時(shí)期期權(quán)博弈和轉(zhuǎn)換期權(quán)博弈等；依照競(jìng)爭(zhēng)特性不同，可分為搶灘期權(quán)博弈、占優(yōu)期權(quán)博弈和共享期權(quán)博弈等。此外，還有其他分類方法。在項(xiàng)目投資的期權(quán)博弈方法中，實(shí)物期權(quán)分析是基礎(chǔ)。由于發(fā)電市場(chǎng)具有專門強(qiáng)的進(jìn)入壁壘，新的投資項(xiàng)目即使通過凈

18、現(xiàn)值分析是可行的，投資者也未必會(huì)立即投資，因?yàn)橥顿Y機(jī)會(huì)對(duì)發(fā)電投資者而言可不能在短時(shí)刻內(nèi)消逝。推遲發(fā)電項(xiàng)目投資相當(dāng)于獲得了一個(gè)期權(quán)，它給予投資者在今后某個(gè)時(shí)段進(jìn)行投資的權(quán)利。以經(jīng)典的Black-Scholes(B-S)期權(quán)定價(jià)模型為原型，發(fā)電投資延遲期權(quán)的執(zhí)行價(jià)格相當(dāng)于項(xiàng)目的投資成本，期權(quán)標(biāo)的資產(chǎn)的現(xiàn)值對(duì)應(yīng)于項(xiàng)目的期望收益凈現(xiàn)值，期權(quán)有效期對(duì)應(yīng)于投資機(jī)會(huì)持有期，發(fā)電投資項(xiàng)目?jī)r(jià)值波動(dòng)率和無風(fēng)險(xiǎn)利率可依照歷史項(xiàng)目投資數(shù)據(jù)的參數(shù)可能求出。與機(jī)械設(shè)備和軟件研發(fā)等項(xiàng)目投資不同，用戶關(guān)于各發(fā)電投資商以后生產(chǎn)的電力使用幾乎沒有偏好，因此可近似認(rèn)為電力市場(chǎng)中各發(fā)電投資商平等地?fù)碛型粋€(gè)投資機(jī)會(huì)，發(fā)電投資的占優(yōu)性

19、不強(qiáng)，各投資商以后收益要緊受投資成本和電力生產(chǎn)成本之間競(jìng)爭(zhēng)的阻礙，即屬于共享延遲期權(quán)博弈。作為發(fā)電投資期權(quán)博弈的初步研究，本文忽略電力網(wǎng)絡(luò)因素，或者認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)輸電容量足夠大，可不能引起輸電堵塞現(xiàn)象；同時(shí)采納靜態(tài)博弈知識(shí)分析各發(fā)電商投資策略的期權(quán)價(jià)值，即各發(fā)電商同時(shí)選擇投資行動(dòng)或雖非同時(shí)但后行動(dòng)者并不明白前行動(dòng)者采取了何種具體的投資行動(dòng)，因?yàn)槠渚獠呗缘男纬上鄬?duì)簡(jiǎn)單，與完全信息下均衡策略形成機(jī)理有許多相似之處。5 結(jié)束語 隨著電力工業(yè)放寬管制和市場(chǎng)化改革的逐步深入，發(fā)電投資將趨于分散化和多元化。由于電力市場(chǎng)存在著大量的不確定因素，同時(shí)發(fā)電投資具有資本密集性和不可逆性，選擇有利的優(yōu)質(zhì)時(shí)機(jī)對(duì)發(fā)電投資者十分重要。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，發(fā)電投資市場(chǎng)的進(jìn)入壁壘將逐漸弱化，多個(gè)發(fā)電投資者競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)投資機(jī)會(huì)的現(xiàn)象將普遍存在。現(xiàn)在，各個(gè)發(fā)電投資者將采取不同的措施，擁有多個(gè)實(shí)物期權(quán)，且各期權(quán)之間相互關(guān)聯(lián)